نظرة عامة على المعدات
يناسب مجفف الرش ذو الدورة المغلقة تجفيف المحاليل والمستحلبات والمعلقات والعجائن التي تحتوي على مذيبات عضوية أو غازات متطايرة سامة أو ضارة، أو مواد قابلة للأكسدة، وكذلك سوائل التغذية التي يجب استرداد المذيب منها. وهو يحتفظ بجميع مزايا مجفف الرش، ولا يطلق أي مسحوق أثناء عملية التجفيف، محققًا مردودًا من المنتج النهائي يقارب 100%. ويمكن إعادة استخدام المذيب المسترد بواسطة نظام الاسترداد بعد معالجة ثانوية، مما يقلّل تكاليف الإنتاج بدرجة كبيرة. وهو مناسب خصوصًا لتجفيف وتحبيب الأدوية المحتوية على مذيبات عضوية ومستخلصات الطب الصيني التقليدي والمواد البيولوجية القائمة على المذيبات في الصناعة الدوائية، وكذلك لتجفيف الكيماويات الدقيقة والمواد البوليمرية مثل المحفزات البترولية وكربيد السيليكون، ولاسترداد المذيبات.
يعالج مجفف الرش ذو الدورة المغلقة من Jiangsu Longxin صعوبات استرداد المذيبات العضوية وتجفيف المواد سهلة الأكسدة أو السامة، ويحسّن استرداد المادة، ويحقق السلامة وحماية البيئة وتوفير الطاقة؛ كما توفّر مؤشرات أدائه التقني ومفاهيم تصميم عملياته مزايا واضحة.
مجفف الرش ذو الدورة المغلقة — مبدأ العمل
مشروع التجفيف بالرش بغاز خامل في دورة مغلقة — تتكوّن وحدة مجفف الرش ذي الدورة المغلقة من المكونات الرئيسية التالية: نظام تدوير نيتروجين بدورة مغلقة، ومجفف الرش، وفصل المواد الصلبة عن الغاز، وإزالة الغبار بالنفث العكسي للنيتروجين، واسترداد المذيبات بالتكثيف والتبريد، ونظام تسخين.
أولًا، يُدخل النيتروجين المسخّن إلى برج التجفيف. وتدفع مضخة التغذية المادة السائلة المراد تجفيفها إلى فوهة الطرد المركزي، حيث يحوّلها المرذاذ إلى قطرات دقيقة. وداخل برج التجفيف، تتبادل القطرات الحرارة بالكامل مع النيتروجين الساخن؛ فيتبخر الجزء السائل من المادة فورًا، ويتحوّل الجزء الصلب إلى مسحوق يترسب في قاع البرج. وأخيرًا، يُفرّغ المسحوق المجفف من قاع البرج.
تمر أبخرة المذيب العضوي المتبخر، المدفوعة بالمروحة، عبر فاصل إعصاري ومرشح أكياس وأجهزة أخرى، حيث يُزال الغبار المحمول معها. ثم تمر أبخرة المذيب العضوي المشبعة والمنزوعة الغبار عبر مكثّف، فتتكثف إلى سائل يُصرّف من المكثّف. ولمنع خروج السائل محمولًا مع الغاز، يُضاف فاصل بين الغاز والسائل بعد المكثّف. وفي الوقت نفسه، يُسخّن الغاز الخامل المستخدم وسطًا للتجفيف باستمرار ويُعاد تدويره داخل النظام بوصفه الغاز الحامل للتجفيف. ويعمل نظام التجفيف بالرش بالطرد المركزي ذي الدورة المغلقة والمقاوم للانفجار في بيئة محكمة الإغلاق، باستخدام غاز خامل مثل النيتروجين وسطًا للتجفيف. ويعمل برج التجفيف تحت ضغط موجب؛ فإذا انخفض الضغط الداخلي، يتحكم مرسل ضغط تلقائيًا في كمية النيتروجين الداخلة، محافظًا على توازن ضغط النظام.
مقارنة تقنية بين أنظمة التجفيف بالرش ذات الدورة المفتوحة والدورة المغلقة
(1) يستخدم النظام ذو الدورة المغلقة كمية من الوسط الحامل للحرارة أقل بكثير من النظام المفتوح، وهو تصميم موفّر للطاقة؛
(2) يناسب النظام ذو الدورة المغلقة المواد المحتوية على مذيبات عضوية، والمواد سهلة الأكسدة أو القابلة للاشتعال أو الانفجار، والمواد السامة. ولا يستطيع النظام المفتوح تحقيق نطاق التطبيقات هذا؛ ولذلك يُعد النظام ذو الدورة المغلقة تصميمًا آمنًا؛
(3) بالمقارنة مع النظام المفتوح، يضم النظام ذو الدورة المغلقة نظامًا إضافيًا لاسترداد المذيبات العضوية، مما يجعله تصميمًا مراعيًا للبيئة؛
(4) يجب أن يحافظ برج التجفيف المفتوح على ضغط سالب معيّن، بينما يجب أن يحافظ برج التجفيف ذي الدورة المغلقة على ضغط موجب معيّن.
مجفف الرش ذو الدورة المغلقة — خصائص الأداء
(1) تستخدم وصلات الأنابيب في النظام المغلق بنية إحكام فريدة؛ ويتميّز الإحكام بأداء جيد يضمن عدم تسرب النظام عند ضغط موجب قدره 10 kPa، مع كفاءة حرارية عالية؛
(2) يُستخدم النيتروجين الخامل غازًا لوسط التجفيف، موفّرًا الحماية من السمية والأكسدة والانفجار؛ وبعد حمل الرطوبة ثم إطلاقها، يمكن إعادة تدوير الغاز واستخدامه؛
(3) يُجهّز النظام بنظام تكثيف ونظام لاسترداد المذيب من سائل التغذية، بحيث يمكن إعادة استخدام المذيب بعد معالجة ثانوية. وتُجفف المادة بإزالة المذيب في حالة ساخنة داخل نظام مغلق وتحت جو من النيتروجين، ويُسترد المذيب عبر المكثّف، مما يوفّر مستوى عاليًا من الأمان للوحدة بأكملها. وفي الوقت نفسه، تتميز المعدات بتصميم مغلق بالكامل ومعدل مرتفع لاسترداد المادة؛ ويتجاوز مردود هذا النظام ما تستطيع أنواع المجففات الأخرى تحقيقه. والمؤشرات التقنية الرئيسية هي: معدل استرداد مادة المسحوق الجاف ≥95%، والمذيب المتبقي في المنتج ≤2%، مما يقلّل تكاليف الإنتاج بدرجة كبيرة؛
(4) سرعة تجفيف عالية: بعد الرش، تزداد مساحة سطح سائل التغذية، ويمكن أن يتبخر 95%–98% من الرطوبة فورًا في تيار الهواء عالي الحرارة، وعادةً لا يستغرق اكتمال التجفيف سوى نحو 5–40 s؛
(5) يُستخدم التجفيف بالرش عادةً لمعالجة محاليل ذات محتوى رطوبة 40%–60%، ويمكن تجفيفها إلى منتج مسحوقي في مرور واحد؛ ولا تحتاج معظم المنتجات إلى التفتيت والغربلة بعد التجفيف، مما يقلّل خطوات الإنتاج ويبسّط مسار العملية. وفي الوقت نفسه، يتميز المنتج بقابلية جيدة للتشتت والانسياب والذوبان. ولأن عملية التجفيف تكتمل في الهواء، يمكن أن يبقى المنتج كرويًا تقريبًا مثل القطرات، مع انسيابية جيدة؛
(6) تُجهّز المعدات بجهاز لاختبار ضغط النظام على الخط، وجهاز لكشف تركيز الأكسجين والتحكم فيه على الخط، وجهاز للتنظيف في المكان؛
(7) يستخدم نظام التحكم في المعدات واجهة بين الإنسان والآلة، أي تحكمًا بواسطة PLC + شاشة لمس، مع عرض ديناميكي لمسار العملية. ويمكن ضبط حجم جسيمات المنتج وكثافته الظاهرية ومحتواه الرطوبي ضمن نطاق معيّن بتغيير ظروف التشغيل، مما يجعل التحكم ميسّرًا نسبيًا.
مجفف الرش ذو الدورة المغلقة — شروط التطبيق
يناسب مجفف الرش بالطرد المركزي ذو الدورة المغلقة تجفيف المحاليل والمستحلبات والمعلقات والعجائن التي تحتوي على مذيبات عضوية أو غازات متطايرة سامة أو ضارة، أو مواد سهلة الأكسدة أو حساسة للضوء، وكذلك سوائل التغذية التي يجب استرداد المذيب منها. وإضافةً إلى الاحتفاظ بجميع مزايا مجفف الرش بالطرد المركزي، لا يطلق النظام أي مسحوق أثناء عملية التجفيف، محققًا مردودًا من المنتج النهائي يقارب 100%. ويمكن إعادة استخدام المذيب المسترد بواسطة نظام الاسترداد بعد معالجة ثانوية، مما يقلّل تكاليف الإنتاج بدرجة كبيرة.
يمكن استخدام مجفف الرش بالطرد المركزي ذي الدورة المغلقة والمقاوم للانفجار للتجفيف بالرش في الحالات التالية:
(1) عندما تكون الرطوبة في المادة مذيبًا عضويًا يجب استرداده؛
(2) عندما ينطوي المذيب الموجود في المادة الصلبة على خطر الاحتراق أو الانفجار عند ملامسة الهواء؛
(3) عندما تتأكسد المادة الصلبة بسهولة عند ملامسة الأكسجين أثناء التجفيف؛
(4) عندما يجب منع التلوث البكتيري أثناء التجفيف؛
(5) عندما تنطلق بعد التجفيف مكونات ذات روائح أو سامة تلوث البيئة.
مجفف الرش ذو الدورة المغلقة من طراز BLPG — مخطط تدفق العملية 1: تقليدي
مجفف الرش ذو الدورة المغلقة من طراز BLPG — مخطط تدفق العملية 2: مع وحدة لاسترداد الحرارة المهدرة
